一种电池催化剂制备方法和应用技术

一种电池催化剂的制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：制备含有贵金属和镁离子的混合液；向混合液中加入络合剂，制备得到络合溶液；蒸发络合溶液中的可挥发性溶剂，得到含有贵金属和镁离子的凝胶；热处理凝胶得到泡沫状前驱体，二次加热处理得到贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体；将贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体加入刻蚀用酸溶液中，搅拌后得到浑浊液；从浑浊液中提取贵金属粉体或贵金属氧化物粉体。由本发明专利技术制备的超细单分散纳米粉体颗粒尺寸可控，颗粒尺寸均一，催化活性高，是理想的锂氧电池催化剂材料。本发明专利技术提供的制备方法具有工艺简单、成本低廉、有利于规模化生产等优点。

Preparation and Application of a Battery Catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种电池催化剂制备方法和应用
本专利技术涉及二次电池，尤其是一种用于二次电池的贵金属或贵金属氧化物催化剂制备方法和应用。
技术介绍
锂氧电池具有超高能量密度，其理论能量密度与汽油能量密度相当，其实际能量密度也可数倍于现有锂离子电池，有望用作电动汽车储能电池，同时也可以用作固定储能电站电池。锂氧电池单电池通常由锂负极，电解质和氧电极正极三部分构成。碳材料因为具有低成本，高电子电导率和高催化活性等特点，是目前主要氧电极催化剂材料。遗憾的是，碳材料与锂氧电池中目标产物过氧化锂(Li2O2)化学不相容，能够自发发生化学反应生成碳酸锂。值得注意的是，生成碳酸锂的过程。本身是一个消耗碳电极的过程。碳电极的消耗导致电池能量密度下降。此外，在锂氧电池充电过程中，生成的碳酸锂分解电位很高且很难完全分解。越积越多的碳酸锂会阻塞电极，最终导致电池失效。因此，使用碳材料作为氧电极，会给锂氧电池带来三个方面问题：放电容量低，充放电过电位高(能量转换效率低)和循环性能差(寿命短)。研发高性能非碳氧电极，对锂氧电池实现商业化应用具有现实意义。作为非碳电极的催化剂材料必须具有高电子电导率、高催化活性和高结构稳定性等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、使用贵金属盐和镁盐，制备含有贵金属和镁离子的混合液；S2、将含有贵金属和镁离子的混合液中加入络合剂，制备得到络合溶液；S3、蒸发含有贵金属和镁离子络合溶液中的可挥发性溶剂，得到含有贵金属和镁离子的凝胶；S4、热处理所述凝胶得到泡沫状前驱体，对所述前驱体进行二次加热处理得到贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体；S5、将贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体加入刻蚀用酸溶液中，搅拌后得到浑浊液；S6、从所述浑浊液中提取贵金属粉体或贵金属氧化物粉体。

【技术特征摘要】
1.一种电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、使用贵金属盐和镁盐，制备含有贵金属和镁离子的混合液；S2、将含有贵金属和镁离子的混合液中加入络合剂，制备得到络合溶液；S3、蒸发含有贵金属和镁离子络合溶液中的可挥发性溶剂，得到含有贵金属和镁离子的凝胶；S4、热处理所述凝胶得到泡沫状前驱体，对所述前驱体进行二次加热处理得到贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体；S5、将贵金属/氧化镁复合粉体或贵金属氧化物/氧化镁复合粉体加入刻蚀用酸溶液中，搅拌后得到浑浊液；S6、从所述浑浊液中提取贵金属粉体或贵金属氧化物粉体。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属为钌Ru、钯Pd、铱Ir、银Ag、铂Pt、金Au和铑Rh中的任一种，优选地，所述镁盐为硝酸镁、醋酸镁、氯化镁、硫酸镁中的任一种，优选地，所述刻蚀用酸溶液为浓度经过稀释的盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、氢氟酸、甲酸、高氯酸中的任一种。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：S11、将贵金属盐溶解于去离子水或有机溶剂中形成溶液A；S12、将镁盐溶解于所述溶液A中，形成溶液B，其中镁与贵金属的摩尔比例为0.5：1-1：30；S13、称取适量络合剂溶解于溶液B中，形成所述混合液，其中络合剂与贵金属和镁离子总摩尔浓度比值为1：0.5-1：10。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、乙醚、丙酮、氯仿中的任一种或是两种以上的组合。5.如权利要求3至4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩达，翟登云，李宝华，康飞宇，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44